浅谈建筑工程电气设计

王毅娜+张涛

摘要：随着建筑智能化技术在应用方面的深入，使一部分设备或系统在控制方面走向专业，并开放其通信协议向建筑设备监控系统.达到系统间的互联和互通。本文讲述的是建筑工程中的电气设计.重点讲的是关于弱电以及防雷系统。

关键词：高层建筑；弱电；防雷

前言

经过许多年的实践证明，要从理性和务实的态度，着手于工程的实际需要，以实用和适用的标准，针对以下不一样的方面：如投资多少和管理要求、不同工程的不同功能等方面，找到一个最优结合点，这个点包括合理性、可靠性与经济性。这是目前智能建筑行业达成共识的观点。

1在高层建筑中弱电系统的应用

智能化技术是通过对建筑智能功能的配备，强调高效率、能耗低、污染低，在真正实现以人为本的前提下，实现节约能源、提升建筑使用功能、保护环境和可持续发展的目标。建筑的实施是建立在持续发展的战略之上的，持续发展的不变主题分两点，第一是注重生态、第二是注重保护环境。经过许多年的实践证明，要从理性和务实的态度，着手于工程的实际需要，以实用和适用的标准，针对以下不一样的方面：如投资多少和管理要求、不同工程的不同功能等方面，找到一个最优结合点，这个点包括合理性、可靠性与经济性。这是目前智能建筑行业达成共识的观点。

计算机网络、双向有线电视传输网络和电话通信网络等都属于智能建筑中的通信网络，作为智能建筑宽带骨干网计算机网络、双向有线电视传输网络集中了几乎全部的信息应用和信息管理资源，几乎将全部的用户站点连接在一起。在20世纪90年代中期之前，各种类型的网络占据瓜分了我国的网络市场，时过境迁，从我国九十年代末期开始以太网的出现和飞速发展就以雷霆之速迅速占领了整个市场。以太网有很多优点，举个列子来说，像是投资小，布线灵活，性能稳定、卓越，可维护性比较好等都是其的优点。只能建筑的外网连接其关键就是连接技术。因特网的出现使得智能建筑真正具有了智能。要求接八的带宽越来越高，大大满足用户数据通信日益增长的需求。在有线网络发展的同时，无线网络接人的灵活性加快了发展的速度。

2高层建筑物防雷接地系统

高层建筑的防雷装置主要是要避免一下几种形式的雷的侵袭：（1）直击雷；（2）侧击雷；（3）雷电感应；（4）雷电波。一般高层建筑在顶部位置设置电位联结。引下线上端与避雷带焊接，下端与建筑物基础底粱及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接。外墙引下线在室外地面下lm处引出与室外接地线焊接。

2.1外部防雷装置

外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防止建筑物或设施（含室外独立电子设备）遭受直击雷和侧击雷的危害，其技术措施可分为接闪器、引下线、接地装置等。

接闪器是指直接接受雷电闪击的金属构件，安装在建筑物顶部，是整个外部防雷装置的顶端，其基本形式有避雷针、避雷带和避雷网等。接闪器的作用是利用其高出被保护物的突出部位将附近的雷云放电诱导过来，通过引下线注入大地，从而使建筑物免受雷击危害。金属屋面在满足一定的厚度要求和施工要求的情况下也可作为接闪器，但其不适用于第一类防雷建筑物。民用建筑防雷措施中应根据防雷等级设计不同尺寸的避雷带，避雷网和引下线的根数，其设计依据为GB 50057-2010建筑物防雷设计规范。引下线是指连接接闪器与接地装置的金属导体，其主要作用是引导接闪器所获得雷击电流，经接地装置后与大地相通，保护建筑物免受雷击危害。

接地装置主要由接地体和接地线两部分组成，其作用是实现电气系统与大地相连接的目的。用金属将电气设备的某一部分与地做良好的连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体就称为接地体（或接地极）。根据用途的不同，接地体又分为自然接地体和人工接地体。通常，把直接与大地接触的建筑物的钢筋混凝土基础、各种金属管道和金属构件等作为接地使用，统称为自然接地体；人工接地体是指纯粹的接地体，它是独立于任何自然接地体以外的人工埋设于地下的接地体。接地线则是指连接设备的接地部位与接地体的金属导线。

2.2内部防雷装置

内部防雷装置由防雷等电位联结以及与外部防雷装置的间隔距离组成，其基本作用是减小或者消除来自雷电电磁效应的影响，减小输入高电压，将导体间的电势差降低到最低限度，有效保护室内的设备和人体免遭雷电危害。其中，等电位联结是指将分开的装置、诸导电物体用导体或电涌保护器连接起来，以减小雷电流在它们之间产生的电位差。

在建筑物防雷设计中，第一类防雷建筑和部分二类防雷建筑中应采取内部防雷措施。根据GB50057-2010建筑物防雷设计规范可知：在建筑物的地下室或地面层处作防雷等电位联结，连接所有建筑物金属体、金属装置、建筑内各系统、进出建筑物的金属管线；外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内系统之间，尚应满足间隔距离的要求。

2.3防雷击电磁脉冲（LEMP）系统

防雷击电磁脉冲系统由屏蔽措施和电涌保护器组成。其中，屏蔽措施又分为建筑物自身屏蔽和线路屏蔽。建筑物屏蔽主要是減小雷电造成的电磁效应对室内设备的影响；线路屏蔽则主要是转移来自雷电闪击或感应的过电压。在屏蔽措施后，加设电涌保护器的作用是钳制与分流来自线路的过电压与过电流。对内部预见可能有重要的电子系统的建筑物进行防雷设计的时候，必须考虑预防雷击电磁脉冲（LEMP）。由于设计初期无法确定电子系统的规模和详细位置，因此常规的做法是将建筑物内的钢筋网片、各种金属构件、金属管道、配电系统的接地装置以及防雷接地装置共同组成一个接地系统，在适当位置设置等电位联结端子板，并将它们与端子板做一一可靠的等电位联结。建筑物的自然屏蔽和建筑物内的金属物以及设备之间的等电位联结是很重要的关键环节。

在进行接地设计时，严禁将电子信息系统单独设置接地装置。电子信息系统接地应与配电系统接地，防雷系统接地等共用接地装置，采用联合接地方式。电子信息系统在设计中除了设置必要的等电位联结措施以外，还应采取屏蔽处理，地面铺设防静电活动地板，活动地板下专设等电位联结基准网。当电子系统为300 kHz以下的模拟线路时，采用“S”形等电位，在300 kHz以上用“M”形等电位联结网络。

3高层建筑的安保系统

（1）漏电导致火灾报警系统。根据《高层民用建筑设计防火规范》第9.5.1条之规定，高层建筑内发生火灾的危害性大，漏电火灾报警系统须安装在人员密集等场所，在所有三级负荷供电之配电箱内均需设置漏电火灾报警器，并通过双绞线将各个漏电火灾报警器连在一起，组成漏电火灾报警系统，消防控制室内设计系统报警主机，并将漏电火灾报警系统与火灾自动报警系统连通。

（2）保安监控系统。

（3）楼宇访客可视对讲与门禁系统。

（4）有线电视系统。

（5）电话系统。

4在高层建筑电气设计中谐波治理措施的应用

大量非线性负荷形成的谐波源，例如计算机系统、开关电源、电子式荧光整流器等导致配电系统的电压、畸变的电流；公用电网本身具有一定的谐波含量和配电变压器作为谐波源产生的谐波是建筑中谐波的主要来源，是由公用电网侧传输至配电系统。（1）采用有源及无源两种滤波器。（2）采用混合型滤波器。可将有源电力滤波器与无源电力滤波器混合使用。（3）采用谐波保护器。有源滤波器成本高于磁性方法治理谐波。在现实工作中，谐波有很多特点，首先就是它的多发性，其次是随机性，最后就是不可重复性。在我们日常的智能建筑中一些电器的性能降低或者是出现工作不能正常运转的情况大多都是由此引发。所以说，合理的防止谐波的产业对我们日常工作和生活有着十分重要的意义。在我们当前高度发展智能建筑的阶段我们必须有效的抑制谐波的产生和蔓延。这是我们当前研究工作的重中之重。

5结语

随着建筑物的增高，电气设计也提出更高的要求，在符合国家规范的前提下，还得提高居住的适用性。建筑电气设计的建设在向自动化、节能化、信息化和智能化发展，必然对建筑电气设计提出更多新的要求，这对广大设计人员要求在设计中，保证顺利完成工程，保证所有的图纸审查按时通过，把握好工程电气设计的基本要点是必须的，满足建筑物功能的需要的前提必须提高设备使用效率。